joularjx

Joularjx?

Joularjx เป็นตัวแทนที่ใช้ Java สำหรับการตรวจสอบพลังงานซอฟต์แวร์ที่ระดับซอร์สโค้ด

เอกสารโดยละเอียด (รวมถึงคู่มือผู้ใช้และคู่มืออ้างอิง) มีอยู่ที่: https://joular.github.io/joularjx/

คุณสมบัติ

• ตรวจสอบการใช้พลังงานของแต่ละวิธีเมื่อรันไทม์
• ใช้ตัวแทน Java ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือซอร์สโค้ด
• ใช้ Intel Rapl (PowerCap Interface) เพื่อรับการอ่านพลังงานที่แม่นยำบน GNU/Linux โมเดลการถดถอยที่ใช้การวิจัยของเราบนอุปกรณ์ Raspberry Pi และจอภาพโปรแกรมที่กำหนดเอง (ใช้ไดรเวอร์ RAPL) สำหรับการอ่านพลังงานที่แม่นยำบน Windows
• ตรวจสอบพลังงานของแอปพลิเคชัน Java ที่ทำงานในเครื่องเสมือนจริง
• ให้การใช้พลังงานแบบเรียลไทม์ของทุกวิธีในโปรแกรมที่ถูกตรวจสอบ
• ให้พลังงานทั้งหมดสำหรับทุกวิธีในการออกจากโปรแกรม

- การรวบรวมและการติดตั้ง

ในการสร้าง joularjx คุณต้องใช้ Java 11+ และ Maven จากนั้นก็สร้าง:

 mvn clean install -DskipTests

หรือคุณสามารถใช้ wrapper maven ที่จัดส่งกับโครงการด้วยคำสั่ง:

 Linux: ./mvnw clean install -DskipTests
Windows: ./mvnw.cmd clean install -DskipTests

Joularjx ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์หรือแพ็คเกจต่อไปนี้เพื่อรับการอ่านพลังงาน:

• บน Windows Joularjx ใช้โปรแกรมตรวจสอบพลังงานแบบกำหนดเองที่ใช้ไดรเวอร์ Windows Rapl โดย Hubblo ดังนั้นจึงจำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ก่อนและทำงานบน Intel หรือ AMD CPU (ตั้งแต่ Ryzen)
• บน Windows เพื่ออ่านข้อมูลจากไดรเวอร์ RAPL เราใช้จอภาพโปรแกรมที่กำหนดเองที่เรียกว่า Power Monitor สำหรับ Windows มันเคยเป็นส่วนหนึ่งของ Joularjx แต่ตอนนี้มันอยู่ในที่เก็บของตัวเอง ดาวน์โหลดไบนารี (หรือรวบรวมซอร์สโค้ด) และระบุเส้นทางใน config.properties
• บน PC/Server GNU/Linux, Joularjx ใช้อินเตอร์เฟส Intel Rapl ผ่าน PowerCap ดังนั้นจึงต้องใช้งาน Intel CPU หรือ AMD CPU (ตั้งแต่ Ryzen)
• บน MacOS Joularjx ใช้ powermetrics เครื่องมือที่รวมกับ macOS ซึ่งต้องใช้การทำงานกับ sudo Access ขอแนะนำให้อนุญาตให้ผู้ใช้ปัจจุบันเรียกใช้ /usr/bin/powermetrics โดยไม่ต้องใช้รหัสผ่านโดยทำการปรับเปลี่ยนไฟล์ sudoers ที่เหมาะสม
• บนอุปกรณ์ Raspberry Pi บน GNU/Linux, Joularjx ใช้แบบจำลองการถดถอยแบบอิงวิจัยของเราเองเพื่อประเมินการใช้พลังงาน CPU ด้วยการสนับสนุนสำหรับรุ่นอุปกรณ์ต่อไปนี้ (เราสนับสนุนการแก้ไขทั้งหมดของผู้เล่นตัวจริงแต่ละรุ่น
  • รุ่นศูนย์ W (Rev 1.1) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 1 B (Rev 2) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 1 B+ (Rev 1.2) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 2 B (Rev 1.1) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 3 B (Rev 1.2) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 3 B+ (Rev 1.3) สำหรับระบบปฏิบัติการ 32 บิต
  • รุ่น 4 B (Rev 1.1 และ Rev 1.2) สำหรับทั้ง 32 บิตและระบบปฏิบัติการ 64 บิต
  • รุ่น 400 (Rev 1.0) สำหรับระบบปฏิบัติการ 64 บิต
  • รุ่น 5 B (Rev 1.0) สำหรับระบบปฏิบัติการ 64 บิต
• บนเครื่องเสมือน Joularjx อ่านการใช้พลังงานของเครื่องเสมือน (วัดในโฮสต์) จากไฟล์ที่ใช้ร่วมกันระหว่างโฮสต์และแขก

นอกจากนี้เรายังสนับสนุน Asus Tinker Board

การใช้งาน

Joularjx เป็นตัวแทน Java ที่คุณสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องเสมือน Java เมื่อเริ่มคลาสหลักของโปรแกรม Java:

 java -javaagent:joularjx-$version.jar YourProgramMainClass

หากโปรแกรมของคุณเป็นไฟล์ jar ให้เรียกใช้ตามปกติในขณะที่เพิ่ม joularjx:

 java -javaagent:joularjx-$version.jar -jar yourProgram.jar

Joularjx จะสร้างไฟล์ CSV หลายไฟล์ตามการตั้งค่าการกำหนดค่า (ใน config.properties ) และจะสร้างไฟล์เหล่านี้ในโฟลเดอร์ joularjx-results

ไฟล์ที่สร้างขึ้นจะมีอยู่ภายใต้โครงสร้างโฟลเดอร์ต่อไปนี้:

• joularjx-results
  • appname-pid-start_timestamp
    • ทั้งหมด (ข้อมูลพลังงาน/พลังงานสำหรับทุกวิธีรวมถึง JDK ที่ใช้)
      • รันไทม์ (ใช้พลังงานทุกวินาที)
        • Calltree (การบริโภคสำหรับแต่ละสาขาการโทร)
        • วิธีการ (การบริโภคสำหรับแต่ละวิธี)
      • ทั้งหมด (การใช้พลังงานทั้งหมดที่เกิดขึ้นในตอนท้ายของโปรแกรม)
        • calltree
        • วิธีการ
      • วิวัฒนาการ (วิวัฒนาการการใช้พลังงานของทุกวิธีตลอดการดำเนินการของแอปพลิเคชัน)
    • แอป (ข้อมูลพลังงาน/พลังงานสำหรับวิธีการของแอปพลิเคชันที่ถูกตรวจสอบตามการตั้งค่า filter-method-names )
      • รันไทม์
        • calltree
        • วิธีการ
      • ทั้งหมด
        • calltree
        • วิธีการ
      • วิวัฒนาการ

Joularjx สามารถกำหนดค่าได้โดยการแก้ไขไฟล์ config.properties :

• filter-method-names : รายการสตริงที่จะใช้ในการกรองวิธีการตรวจสอบ (ดูไฟล์ที่สร้างขึ้นด้านล่างสำหรับคำอธิบาย)
• save-runtime-data : เขียนวิธีการใช้งานการใช้พลังงานในไฟล์ CSV
• overwrite-runtime-data : เขียนทับไฟล์ข้อมูลพลังงานรันไทม์หรือหากตั้งค่าเป็นเท็จมันจะเขียนไฟล์ใหม่สำหรับแต่ละรอบการตรวจสอบ
• logger-level : ตั้งค่าระดับข้อมูล (โดย Logger) ที่กำหนดโดย Joularjx ในเทอร์มินัล (ค่าที่อนุญาต: ปิด, ข้อมูล, คำเตือน, รุนแรง)
• powermonitor-path : เส้นทางเต็มไปยังโปรแกรม Power Monitor for Windows (สำหรับ Windows เท่านั้น)
• track-consumption-evolution : สร้างไฟล์ CSV สำหรับแต่ละวิธีที่มีรายละเอียดของการบริโภคของวิธีการในช่วงเวลาหนึ่ง ค่าการบริโภคแต่ละครั้งจะถูกแมปกับการประทับเวลา UNIX
• hide-agent-consumption : หากตั้งค่าเป็นจริงการใช้พลังงานของเธรดตัวแทนจะไม่ถูกรายงาน
• enable-call-trees-consumption : วิธีการคำนวณเรียกการใช้พลังงานของต้นไม้ ไฟล์ CSV จะถูกสร้างขึ้นในตอนท้ายของการดำเนินการของตัวแทนโดยเชื่อมโยงกับแผนผังการโทรแต่ละครั้งคือการใช้พลังงานทั้งหมด
• save-call-trees-runtime-data : เขียน Runtime Call Trees การใช้พลังงานในไฟล์ CSV สำหรับแต่ละรอบการตรวจสอบ (1 วินาที) ไฟล์ CSV ใหม่จะถูกสร้างขึ้นซึ่งมีการใช้พลังงานรันไทม์ของต้นไม้สาย ไฟล์ที่สร้างขึ้นจะรวมถึงการประทับเวลาในชื่อของพวกเขา
• overwrite-call-trees-runtime-data : เขียนทับไฟล์ข้อมูลการเรียกรันไทม์ของรันไทม์หรือหากตั้งค่าเป็นเท็จมันจะเขียนไฟล์ใหม่สำหรับแต่ละรอบการตรวจสอบ
• application-server : จัดการแอปพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์และเฟรมเวิร์กอย่างถูกต้อง (Boot Sprig, Tomcat ฯลฯ ) ตั้ง true เมื่อทำงานบนเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชัน หากเป็นเท็จลูปการตรวจสอบจะตรวจสอบว่า JVM ถูกทำลายหรือไม่ดังนั้นการปิด joularjx เมื่อแอปพลิเคชันสิ้นสุดลง (ในแอปพลิเคชัน Java ปกติ) หากเป็นจริง Joularjx จะดำเนินการตรวจสอบอย่างถูกต้องอย่างถูกต้องเนื่องจาก JVM ไม่ได้ถูกทำลายในแอปพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์
• vm-power-path : เส้นทางสำหรับการใช้พลังงานของเครื่องเสมือน ภายในเครื่องเสมือนระบุไฟล์ที่มีการใช้พลังงานของ VM (ซึ่งมักจะเป็นไฟล์ในโฮสต์ที่แชร์กับแขก)
• vm-power-format : รูปแบบพลังงานของไฟล์ Power VM ที่ใช้ร่วมกัน ขณะนี้เรารองรับสองรูปแบบ: watts (ไฟล์ที่มีค่าลอยหนึ่งค่าซึ่งคือการใช้พลังงานของ VM) และ powerjoular (ไฟล์ CSV ที่สร้างโดย PowerJoular ในโฮสต์ที่มี 3 คอลัมน์: Timestamp, CPU การใช้พลังงาน CPU ของ VM และ CPU Power ของ VM)

คุณสามารถติดตั้งแพ็คเกจ JAR (และ powermonitor.exe บน Windows) ไม่ว่าคุณจะต้องการและเรียกมันใน javaagent ด้วยเส้นทางเต็มรูปแบบ อย่างไรก็ตาม config.properties จะต้องถูกคัดลอกไปยังโฟลเดอร์เดียวกับที่คุณเรียกใช้คำสั่ง Java หรือตำแหน่งของมันจะต้องตั้งค่าด้วย -Djoularjx.config=/path/to/config.properties เมื่อเรียกใช้โปรแกรมของคุณ

ในเครื่องเสมือน Joularjx ต้องการสองขั้นตอน:

• การติดตั้งเครื่องมือตรวจสอบพลังงานในเครื่องโฮสต์ซึ่งจะตรวจสอบการใช้พลังงานเสมือนจริงทุกวินาทีและเขียนลงในไฟล์ (เพื่อแชร์กับแขก VM) ตัวอย่างเช่นคุณสามารถใช้ PowerJoular ของเรา
• ใช้ Joularj ใน VM ของแขกในขณะที่ระบุเส้นทางของไฟล์พลังงานที่ใช้ร่วมกับโฮสต์และรูปแบบ

ไฟล์ที่สร้างขึ้น

สำหรับข้อมูลพลังงานแบบเรียลไทม์หรือพลังงานทั้งหมดที่ออกจากโปรแกรม Joularjx สร้างไฟล์ CSV สองไฟล์:

• ไฟล์ที่มีข้อมูลพลังงานหรือพลังงานสำหรับทุกวิธีซึ่งรวมถึงไฟล์ของ JDK
• ไฟล์ที่กรอง ซึ่งรวมถึงข้อมูลพลังงานหรือพลังงานของวิธีการกรองเหล่านั้นเท่านั้น (สามารถกำหนดค่าได้ใน config.properties ) ข้อมูลนี้ไม่ได้เป็นเพียงชุดย่อยของไฟล์ข้อมูลแรก แต่เป็นการคำนวณใหม่โดย Joularjx เพื่อให้ข้อมูลที่ถูกต้อง: วิธีการที่เริ่มต้นด้วยคำหลักที่กรองจะได้รับการจัดสรรพลังงานหรือพลังงานที่ใช้โดยวิธี JDK ที่เรียก

ตัวอย่างเช่นถ้า Package1.MethodA เรียก java.io.PrintStream.println เพื่อพิมพ์ข้อความบางส่วนไปยังเทอร์มินัลเราจะคำนวณ:

• ในไฟล์แรกพลังงานหรือพลังงานที่ใช้โดย println แยกออกจาก MethodA การใช้พลังงานหลังจะไม่รวมถึงการใช้งานโดย println
• ในไฟล์ที่สองหากเรากรองวิธีการจาก Package1 การใช้พลังงานของ println จะถูกเพิ่มลงในการใช้พลังงาน MethodA และไฟล์จะให้พลังงานหรือพลังงานของวิธีการ Package1 เท่านั้น

เราจัดการทำสิ่งนี้โดยการวิเคราะห์ stacktrace ของเธรดที่ทำงานทั้งหมดบนรันไทม์

joularjx reader

Joularjx Reader เป็น GUI ในการประมวลผลวิเคราะห์และแสดงภาพไฟล์พลังงานที่สร้างขึ้น joularjx มีให้บริการที่พื้นที่เก็บข้อมูลของตัวเองที่นี่

- อ้างถึงงานนี้

หากต้องการอ้างอิงงานของเราในรายงานการวิจัยโปรดอ้างถึงบทความของเราในการประชุมนานาชาติครั้งที่ 18 เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (IE2022)

• PowerJoular และ Joularjx: เครื่องมือตรวจสอบพลังงานซอฟต์แวร์หลายแพลตฟอร์ม Adel Noureddine ในการประชุมนานาชาติครั้งที่ 18 เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมอัจฉริยะ (IE2022) Biarritz, ฝรั่งเศส, 2022

 @inproceedings{noureddine-ie-2022,
  title = {PowerJoular and JoularJX: Multi-Platform Software Power Monitoring Tools},
  author = {Noureddine, Adel},
  booktitle = {18th International Conference on Intelligent Environments (IE2022)},
  address = {Biarritz, France},
  year = {2022},
  month = {Jun},
  keywords = {Power Monitoring; Measurement; Power Consumption; Energy Analysis}
}

- ใบอนุญาต

Joularjx ได้รับใบอนุญาตภายใต้ใบอนุญาต GNU GPL 3 เท่านั้น (GPL-3.0-only)

ลิขสิทธิ์ (c) 2021-2024, Adel Noureddine, Université de Pau และ Des Pays L'Adour สงวนลิขสิทธิ์ โปรแกรมนี้และวัสดุประกอบมีให้ภายใต้เงื่อนไขของใบอนุญาตสาธารณะ GNU ทั่วไป v3.0 เท่านั้น (GPL-3.0-only) ซึ่งมาพร้อมกับการกระจายนี้และมีอยู่ที่: https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.en.html.html.html.html.html

ผู้แต่ง: Adel Noureddine